Электролизер для электролиза расплавленных солей Советский патент 1982 года по МПК C25C7/00 

Изобретение относится к конструкции аппаратов, предназначенных для электрохимического получения продуктов из расплавленных солей.

Известен электролизер для получения металлов из расплавов солей, содержащий корпус и крышку, через которую в полость корпуса пропущены катод и аноды 11.

Недостаток этого электролизера небольшой срок службы, осо.бенно в случаях, когда во время электролиза выделяются агрессивные газы.

Известен также электролизер, содержащий корпус, крышку, ванну, внутрь которой введены плоские графитовые аноды и метсшлические катоды 2.

Благодаря тому,. что электролиз в этом аппарате Проводится в-ванне, которая вып-олнена из неметаллического материала, более стойкого в отношении коррозии, чем корпус, срок службы у этого электролизера значительно больше, чем у первого, но в целом все же недостаточно высокий. В случае выделения хлора и других газов во время электролиза в nejpByro очередь- выходят из строя металличег

кие детали крышки, нагреваемые до высоких температур.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электролизер для электролиза расплавленных солей, включающий корпус с ванной, установленной в корпусе с зазором, крышку и электроды 13. .

Соединение крышки с корпусом осу10ществлено в этом электролизере с помощью обычных крепежных деталей болтов с гайками. Такое соединение элементов электролизера является простым и надежным. Однако при дис15танционном обслуживании электролизера с помощью манипуляторов, например при работе с токсичными и ргшиоактивнЕлми веществами, закручивание и откручивание болтов и гаек сложно

20 и непроизводительно. Этот электролизер также характеризуется сравнительно небольшим сроком службы. Это связано с тем, что в.вделяющиеся в процессе электролиза агрессивные

25 газы попадают в полость между корпусом и ваннрй, в результате чего корпус, нагреваемый до высокой температуры, быстро выходит из строя. А крышка, хотя и омывается газами, 30 во благодаря охлаждению служит значительно дольше. Кроме того, известный электролизер недостаточно надежен в работе. Это связано с тем, что при появлении сквозных трещин и других дефектов в стенке ванны расплав соли сначала проникает в по- лость между корпусом и.ванной, вследствие чего корпус прогорает, а потом попадает на теплоизолирующие детали печи. В результате этого, вместе с расплавом безвозвратно теряется ценный продукт, так как извлечение его, например, при его радиоактивных свойствах српряжено со многими техническими трудностями и поэтому практически нецелесообразно

Цель изобретения - упрощение дистанционного обслуживания, увеличение срока службы и повышение надежности работы электролизера.

Для достижения этой цели электро Лизер для электролиза расплавленных солей, содердащий ванну, установленную в корпусе с зазором, крышку и электроды, снабжен обечайкой, установленной в зазоре между корпусом и ванной и делящей зазор на две сообщающиеся снизу замкнутые полости, при этом полости заполнены жидким наполнителем, а ванна выполнена со штуцером для соединения полости меж ду ванной и обечайкой с источником повышенного или пониженного давления.

В качестве жидкого наполнителя мжет быть использован электропроводн материал.

На фиг.1 изображен предлагаемый электролизер, общий вид в разрезе на фиг,2 - узел соединения крышки с корпусом; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1.

Электролизер содержит корпус 1 с ванной 2 из графита, верхний торец которой плотно прилегает к охлаждаемой крышке 3. Через крышку 3 в полость ванны 2 герметично пропущен катод 4, а анодом служит ванна 2 Полость 5 между корпусом 1 и ванной заполнена жидким электропроводным наполнителем и сообщена через штуцер 6 с источником сжатого газа (не показан; .

Между корпусом 1 и ванной 2 установлена обечайка 7, верхний конец которой приварен к корпусу 1, а нижний погружен в жидкий наполнитель. Обечайка 7 вместе с полостями 5 и 8 между корпусом 1 и обечайкой 7, заполненными жидким наполнителем, образуют гидрозатвор.

С наружной с-тороны корпуса 1 установлен нагреватель 9. К фланцу 10 корпуса 1 приварены грибовидные штыри 11, входящие в байонетные пазы 12 выполненные в крышке 3.

Соединение крышки 3 с корпусом 1 уплотнено прокладкой 13.

В качестве жидкого электропроводного наполнителя может быть использован металл или сплав с температурой плавления, меньшей рабочей температуры в электролизере, например свинец. Ванна 2 может быть выполнена из неэлектропроводного материала. В этом, случае внутрь ванны через крышку 3 вводятся аноды.

Электролизер работает следующим образом.

Сначала в ванну 2 загружают исходные продукты и при герметично закрытой крышке 3 (штыри 11 находятся у кромок узкой части пазов 12,фиг.З) включают нагреватель 9. Затем в полость между корпусом 1 и обечайкой 7 через штуцер 6 подают сжатый газ, который давит на жидкий наполнитель в наружной части гидрозатвора. При это ванна 2 поднимается вверх и с силой прижимается к крышке 3, герметично изолируя рабочее пространство от других частей электролизера.

После этого на электроды подают рабочее напряжение.

В процессе электролиза на катоде 4 вьаделяется твердый продукт. После осаждения заданного количества продукта катод 4 удаляют из электролизера. Затем цикл повторяется.

Перед отсоединением крышки 3 от корпуса 1 давление в полости между корпусом 1 и обечайкой 7 уменьшают до прежнего значения. При этом ванна 2 занимает нижнее положение. Кроме того, можно в полости 8 между корпусом 1 и обечайкой 7 создать разрежение, что приведет к значительно му понижению уровня жидкого наполнителя под ванной .2 и облегчению снятия крышки 3.

В электролизере могут быть получены не только металлические, но и неметаллические продукты.

Преимуществом предлагаемого электролизера является простота дистанционного обслуживания. Здесь нет необходимости в закручивании-.откручивании болтов и гаек при герметичном соединении ванны с крышкой. Для герметизации рабочего объема в данном случае достаточно крышку посадить на прокладку 13, когда штыри 11 входят в пазы 12, повернуть ее до отказа в угловом направлении (фиг.З) и в штуцер б подать сжатый газ. Все эти операции не представляют сложности при дистанционном обслуживании с помощью манипуляторов и их может ВЫПОЛНЯТЬ оператор любой квалификации .

Электролизер имеет более высокий срок службы, поскольку его корпус герметично изолирован от агрессивных газов.

В предложенном электролизере имеется возможность регулирования давяе